拉桿彎曲變形及彎曲應(yīng)力理論

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靜態(tài)時(shí)，燃?xì)廨啓C(jī)拉桿凸肩和輪盤拉桿孔之間存在安裝間隙。在高轉(zhuǎn)速環(huán)境工作時(shí)，拉桿受離心力作用發(fā)生彎曲變形，凸肩與拉桿孔發(fā)生接觸，此時(shí)凸肩受到較大的擠壓作用，可將凸肩處視為固定鉸支，兩凸肩之間的拉桿視為靜定簡(jiǎn)支梁。由經(jīng)典材料力學(xué)中梁的撓曲線近似微分方程口41和本文的簡(jiǎn)支梁模型邊界條件，得到兩凸肩之間拉桿的Zui大撓度為，拉桿變形量與跨距Z的四次方成正比，與拉桿直徑d的四次方成反比。從強(qiáng)度角度進(jìn)行拉桿結(jié)構(gòu)改進(jìn)，主要目的是有效地降低拉桿變形和拉桿應(yīng)力。由于增大拉桿直徑d的方式受到輪盤徑向和周向空間的限制，因此，合理地增加凸肩數(shù)，從而減小拉桿凸肩跨距Z，應(yīng)是實(shí)現(xiàn)拉桿結(jié)構(gòu)改進(jìn)、降低拉桿變形和應(yīng)力的優(yōu)化方向。 [1] 

拉桿Zui大應(yīng)力

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在低轉(zhuǎn)速區(qū)域，拉桿凸肩未全部與輪盤上的拉桿孑L接觸，此時(shí)靜態(tài)安裝間隙量越大，拉桿Zui大等效應(yīng)力值越高；到達(dá)轉(zhuǎn)折轉(zhuǎn)速后，所有凸肩均與拉桿孔接觸；在中轉(zhuǎn)速區(qū)域，拉桿Zui大等效應(yīng)力隨轉(zhuǎn)速升高緩慢上升，并不隨靜態(tài)安裝間隙量的不同而變化；進(jìn)入高轉(zhuǎn)速區(qū)域后，拉桿端部的凸肩由于外部有沉頭的限制發(fā)生較大翹曲，使得拉桿Zui大等效應(yīng)力值隨轉(zhuǎn)速升高迅速增大。劃分轉(zhuǎn)速區(qū)域的目的是掌握在各轉(zhuǎn)速區(qū)域拉桿應(yīng)力的變化情況，同時(shí)便于設(shè)定轉(zhuǎn)子的運(yùn)行轉(zhuǎn)速，使其處于較低應(yīng)力狀態(tài)

約束拉桿的應(yīng)變特點(diǎn)

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在達(dá)到極限荷載之前,約束拉桿的應(yīng)變較小,第一排和第三排的約束拉桿基本上處于彈性工作階段,拉桿對(duì)鋼管壁的約束作用比較小在達(dá)到極限荷載后,第E排拉桿的應(yīng)變發(fā)展迅速,很快就達(dá)到屈服,曲線彎曲,有較長(zhǎng)的水平段,說(shuō)明第三三排拉桿對(duì)鋼管壁的約束作用明顯.由于試件第一排拉桿受到加載板的橫向約束，其應(yīng)變發(fā)展緩慢,直到試件完全破壞,第一排拉桿仍然沒有達(dá)到屈服。 [2] 

燃?xì)廨啓C(jī)周向拉桿轉(zhuǎn)子拉桿應(yīng)力

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燃?xì)廨啓C(jī)是一種高溫、高壓燃?xì)馔苿?dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械，具有高效、潔凈、安全等特性。作為當(dāng)前重型燃機(jī)轉(zhuǎn)子的主要結(jié)構(gòu)形式，組合式拉桿轉(zhuǎn)子具有重量輕、冷卻好、易裝配以及輪盤材料選擇靈活等優(yōu)點(diǎn)。周向拉桿轉(zhuǎn)子作為Zui常用的組合式拉桿轉(zhuǎn)子，各輪盤需要通過(guò)拉桿預(yù)緊組合而成，拉桿結(jié)構(gòu)形式、預(yù)緊力選取、凸肩布置方式等會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子整體動(dòng)力學(xué)特性產(chǎn)生較大影響。凸肩作為燃?xì)廨啓C(jī)周向拉桿上的重要結(jié)構(gòu)，其主要作用是在燃?xì)廨啓C(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)保持與輪盤接觸，防止拉桿彎曲變形過(guò)大或振動(dòng)過(guò)于劇烈。 [1] 

計(jì)算分析不同拉桿凸肩與拉桿孔靜態(tài)安裝間隙量、不同拉桿凸肩跨距下，周向拉桿轉(zhuǎn)子拉桿Zui大應(yīng)力值隨轉(zhuǎn)速的變化，得到主要結(jié)論如下：

(1)拉桿凸肩與拉桿孔的靜態(tài)安裝間隙量不影響拉桿在正常工作狀態(tài)下的應(yīng)力，但影響轉(zhuǎn)子升速時(shí)拉桿Zui大應(yīng)力；

(2)隨著轉(zhuǎn)速升高，存在周向拉桿轉(zhuǎn)子拉桿Zui大應(yīng)力值變化規(guī)律各不相同的低中高3個(gè)轉(zhuǎn)速區(qū)域，其根本原因是拉桿凸肩和拉桿孔的接觸狀態(tài)的影響；

(3)增加凸肩、減小凸肩跨距能夠有效減小拉桿Zui大應(yīng)力，與不等距方案相比，等距增加拉桿凸肩的改進(jìn)方案具有更顯著的降低應(yīng)力效果，相對(duì)凸肩跨距系數(shù)小于0．6時(shí)繼續(xù)減小凸肩跨距，降低應(yīng)力效果不明顯。 [1] 

帶約束拉桿L型鋼管混凝土

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鋼管混凝土結(jié)構(gòu)由于具有承載力高、延性好、抗震性能佳等特點(diǎn),近年來(lái)在土木工程中應(yīng)用越來(lái)越
　　廣泛。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)鋼管混凝土的試驗(yàn)和理論研究，主要集中在圓形和方形鋼管混凝土,也有一些針對(duì)矩形鋼管混凝土的研究,對(duì)L形等其他異形鋼管混凝土的研究還很少.在高層住宅電梯間和角柱采用L形鋼管混凝土,不會(huì)外露柱角，獲得更多的建筑有效使用空間;L形鋼管混凝土作為組合墻的暗柱先施工,有利于完全逆作法施工的進(jìn)行,能取
　　得良好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。 [2] 

衍射光柵刻劃?rùn)C(jī)拉桿結(jié)構(gòu)

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衍射光柵作為光譜儀器中的核心元件，被廣泛應(yīng)用于天文、醫(yī)藥、生物、能源、材料、物理和化學(xué)等領(lǐng)域。中階梯光柵是一種刻線密度低、閃耀角大、衍射級(jí)次高的特殊衍射光柵，具有高色散、高分辨率、全譜段、高效率等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于天文和ICP領(lǐng)域，并越來(lái)越受各類光譜儀器地青睞。目前，隨著天文望遠(yuǎn)鏡的孔徑越來(lái)越大，天文攝譜儀的分辨率要求越來(lái)越高，對(duì)中階梯光柵的面積和光柵刻劃?rùn)C(jī)精度要求也愈來(lái)愈高。

光柵刻劃?rùn)C(jī)由刻劃系統(tǒng)和分度系統(tǒng)組成?？虅澒鈻攀强虅?rùn)C(jī)兩系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)動(dòng)下金剛石刻刀在光柵基底鋁膜上擠壓、拋光成的一種平行的、周期性的浮雕結(jié)構(gòu)。雙拉桿結(jié)構(gòu)刻劃系統(tǒng)三維模型如圖1所示，主要由等速凸輪、下推桿、拉簧、調(diào)整旋鈕、擺桿、上推桿、雙拉桿系統(tǒng)、鞍形滑塊、玻璃導(dǎo)軌和刀橋底座等組成。等速凸輪與刻劃電機(jī)連接，下推桿在等速凸輪和拉簧的作用下將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為下推桿的往復(fù)直線勻速運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)擺桿帶動(dòng)上推桿運(yùn)動(dòng)，上推桿通過(guò)拉桿結(jié)構(gòu)連接鞍形滑塊，帶動(dòng)安裝在鞍形滑塊上載有刻刀的刀架沿著石英導(dǎo)軌往復(fù)勻速運(yùn)動(dòng)。通過(guò)調(diào)整旋鈕的位置可以改變上推拉桿的行程，進(jìn)而刻劃出不同刻槽長(zhǎng)度的光柵。該刻劃?rùn)C(jī)設(shè)計(jì)指標(biāo)是刻劃大面積中階梯光柵，刻劃系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)為：刻槽長(zhǎng)度400mm，刻劃系統(tǒng)在分度方向精度5～10nm。 [3] 

單層柱面網(wǎng)殼

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中國(guó)溫室結(jié)構(gòu)普遍采用輕型鋼結(jié)構(gòu)框架形式，如果過(guò)度追求大跨度，并且采用傳統(tǒng)的方法計(jì)算這種輕鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性易導(dǎo)致用鋼量過(guò)大，并不經(jīng)濟(jì)實(shí)用。近年，因單層網(wǎng)殼受力比較合理、結(jié)構(gòu)剛度大、跨越能力大，及其空間無(wú)柱化、造型美觀等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于溫室建筑。單層網(wǎng)殼Zui常見的網(wǎng)格形式包括雙向網(wǎng)格和三向網(wǎng)格，從結(jié)構(gòu)自重、采光等方面考慮，雙向網(wǎng)格型網(wǎng)殼優(yōu)于三向網(wǎng)格型網(wǎng)殼，但是雙向網(wǎng)格型網(wǎng)殼的面內(nèi)及面外剛度比較低，如何增強(qiáng)雙向網(wǎng)格型網(wǎng)殼的剛度成為學(xué)者們關(guān)注的問(wèn)題，以往的研究多采用在雙向網(wǎng)格的2個(gè)對(duì)角處布置拉桿來(lái)增強(qiáng)其面內(nèi)剛度，或通過(guò)布索方式來(lái)提高整體穩(wěn)定性能，但是有關(guān)單層柱面網(wǎng)殼面外布置拉桿的設(shè)計(jì)方案很少見，并且目前缺乏這種拉桿式單層柱面網(wǎng)殼應(yīng)用于溫室建筑的工程實(shí)例。 [4] 

為了增強(qiáng)雙向網(wǎng)格型柱面網(wǎng)殼的面內(nèi)及面外剛度，采用在雙向網(wǎng)格的單一對(duì)角處及網(wǎng)殼中心橫斷面處布置拉桿，開發(fā)拉桿式單層柱面網(wǎng)殼體系，使其更適用于溫室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。為了深入研究拉桿式柱面網(wǎng)殼失穩(wěn)前后結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能，本文利用通用有限元軟件ANSYS，對(duì)拉桿式單層柱面溫室網(wǎng)殼開展系統(tǒng)的研究，通過(guò)大量的參數(shù)化分析，論證了拉桿布置方式的合理性，考察了拉桿預(yù)應(yīng)力、初始缺陷、荷載不對(duì)稱分布等因素對(duì)溫室結(jié)構(gòu)彈塑性穩(wěn)定性的影響。在此基礎(chǔ)上，采用原則對(duì)塑性折減系數(shù)進(jìn)行重新取值，使其更具有實(shí)際意義與實(shí)用價(jià)值。